電腦桌課程設計---基于人機工程學學生電腦桌設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言3</b></p><p>　　2 現(xiàn)在學生電腦桌的現(xiàn)狀與不足4</p><p>　　2.1 學生電腦桌現(xiàn)狀4</p><p>　　2.2 現(xiàn)有電腦桌不足4</p><p>　　2.3

2、此次設計的意義5</p><p>　　3 對存在問題的改進和設計6</p><p>　　3.1 原因分析6</p><p>　　3.2 對電腦桌的改進8</p><p>　　3.2.1 整體布局改進8</p><p>　　3.2.2 主機箱擺放柜改進9</p><p>　　3.2.3

3、 材料的改進9</p><p>　　3.2.4 色彩的改進9</p><p>　　3.3 電腦桌設計11</p><p>　　3.4 電腦椅子設計13</p><p>　　3.4.1 電腦椅子設計分析13</p><p>　　3.4.2 設計原則14</p><p>　　3.4.3電

4、腦椅子設計尺寸14</p><p><b>　　4 總結16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p>　　基于人機工程學學生電腦桌設計</p><p>　　【摘要】通過對大學生電腦桌使用過程中存在問題的分析，根據(jù)學生的生理、 心理特點，提出基于人機工程學的設

5、計方法。分別對電腦桌桌面相關尺寸，鍵盤托盤相關尺寸，以及電腦桌造型與色彩等方面進行人性化分析。結合人機工程學的相關設計，設計出屬于我們大學生自己的腦桌。</p><p>　　【關鍵詞】人機工程學 大學生 人體尺寸 電腦桌 設計</p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　隨著經濟與科技的發(fā)展,電腦已成為人們身邊必不

6、可少的產品。電腦的普及與資訊教育的推廣使得學生接觸 電腦的時間逐漸增加,相應的學生電腦桌也逐 漸受到人們重視。然而,當前市場上電腦桌在結構、尺寸、色彩等諸多方面存在問題, 并缺乏個性,影響了學生的身心發(fā)展,尤其是在結構尺寸方面的問題更容易造成學生使用者不良操作姿勢習慣的養(yǎng)成,加速存在生理傷害的潛在風險。所以運用人機工程學的知識對電腦桌進行設計具有重要意義。</p><p>　　2 現(xiàn)在學生電腦桌的現(xiàn)狀與不足<

7、;/p><p>　　本章主要調查電腦桌的現(xiàn)狀、呈現(xiàn)的特征、存在的問題未來的發(fā)展趨勢，并指出研究電腦桌的意義和目的。</p><p>　　2.1 學生電腦桌現(xiàn)狀</p><p>　　電腦桌是用來放電腦的桌子，是很重要的辦公及生活用品。在現(xiàn)在的學習生活中電腦已經是我們必不可少的工具了，無論是寫論文、查資料、聽音樂、玩游戲我們都離不開電腦。大學生每天要有2小時以上的時間是面對

8、電腦的，也就是說我們每天要有很長的時間是坐在電腦桌前的。久坐電腦桌前的都有這樣的經驗，工作學習一段時間以后，常常會感覺脖子、肩膀發(fā)沉，起身活動一下就好了。肩膀酸痛最常見的原因，是由于不良坐姿引起的。同一姿勢保持太久，使脖子和肩膀周圍的肌肉緊張，時間一久就導致酸痛感。腕關節(jié)的病痛是由于長時間使用電腦，手部的神經受到壓迫所致。不同于繁重體力勞動的是，從事電腦操作進行的是一項靜力作業(yè)，伴隨著頭、眼、手的細小和頻繁運動，往往持續(xù)時間長、工作量大

9、，會使操作者的肌肉、骨骼反復緊張，引起相應的病癥。 </p><p>　　2.2 現(xiàn)有電腦桌不足</p><p>　?。?）電腦桌的作業(yè)高度偏高且不可調，部分調查者對現(xiàn)在所使用的電腦桌不太滿意，有些人認為桌面高度偏高，使用起來不舒服。</p><p>　　（2）電腦桌幅面偏小，很多用戶反映電腦桌幅面設計偏窄，使用空間不夠。</p><p>

10、　?。?）電腦桌的鍵盤托板高度不合理造成作業(yè)疲勞,幅面尺寸偏小,使用不方便</p><p>　?。?）顯示器位置偏高,現(xiàn)在市場上的電腦桌高度都在710mm以上,這個高度對</p><p>　　大多數(shù)的人來說普遍偏高</p><p>　?。?）眼睛距電腦屏幕距離偏小,達不到手臂的距離</p><p>　　（6）作業(yè)時缺乏合理的支撐。</p

11、><p>　　（7）對于電腦桌的桌面顏色，大部分的調查者喜歡色彩鮮艷的電腦桌，還有些人喜歡桌面是木材的原本色。</p><p>　?。?）在電腦桌的附加功能方面，很多人認為電腦桌的高度應該能夠自由調節(jié)，根據(jù)不同的使用者身體尺寸，調節(jié)出不同的電腦桌高度,還有人認為電腦桌要附加腕靠，還有些人認為電腦桌桌緣應該加上軟墊。</p><p>　　（9）還有很多人認為，電腦桌取材應

12、該環(huán)保，對人的身體無傷害的材料為主，在人身體能夠接觸到的部分應該注重處理，進行拋光打磨，或者圓角光滑處理，避免磕碰和不必要的傷害。</p><p>　　2.3 此次設計的意義</p><p>　　電腦比較廣泛的使用是近年的事情，而電腦桌的設計還處于相對滯后的階段。所以，此次設計的課題讓我們很好地結合書本知識，對生活中的不合理設計進行改進，將理論應用于實際，同時，通過設計又鞏固了課本知識。對

13、我們的學習有很大的幫助和提高</p><p><b>　　。</b></p><p>　　3 對存在問題的改進和設計</p><p>　　本章對現(xiàn)有電腦桌存在問題的原因分析以及評價過程與結論。</p><p><b>　　3.1 原因分析</b></p><p>　?。?）按

14、照人體工程學的理論，無論是寫字臺、課桌的高度，還是電腦桌上鍵盤與鼠標的高度，都應當與人在坐姿時的肘部等高或稍低，只有這樣，才有利于人們保持正確的坐姿。</p><p>　　以日本為例，1971 年以前，日本辦公桌的標準高度采用74cm。由于屢發(fā)種種職業(yè)病，日本于1971 年全面修訂了辦公用具的標準，分別規(guī)定了70cm 與67cm為男用與女用辦公桌的標準高度，從而在很大程度上減少了疲勞的產生。也許有人認為，日本人比

15、中國人矮（平均約2cm），不足為據(jù)。</p><p>　　但是，據(jù)資料，英國男子平均身高約為1.78m，而英國推薦的桌面高度也僅為71cm。</p><p>　　再來看看我們的電腦桌、寫字臺、課桌，一般的高度均為75~76cm，顯然是太高了。</p><p>　　（2）桌面的深度設計取決于要擺放的顯示器厚度，保證人眼到顯示器屏幕的視距。眼睛與電腦屏幕的距離依個人情況

16、有所不同，但一般以50~100cm為最佳范圍，即一臂左右距離，防止眼睛的過度疲勞，引起近視。</p><p>　　因為在使用時托板是拉出的，所以減去托板的進深尺寸，顯示器的進深尺寸，選取30~70cm即可。</p><p>　　隨著電腦技術的迅速發(fā)展，顯示器越來越變薄，所以說，桌面的深度也會減小。</p><p>　?。?）作業(yè)面高度不當事引起電腦綜合癥的主要原因,

17、太低則造成背部向前傾曲;太高則必須抬高肩部,引起頸肩的不適,理想的作業(yè)面高度應使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬狀況的。</p><p>　　具體角度如表3-1，圖3-1所示。</p><p>　　且作業(yè)面高度不當事引起電腦綜合癥的主要原因,太低則造成背部向前傾曲；太高則必須抬高肩部,引起頸肩的不適,理想的作業(yè)面高度應使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬狀

18、況的發(fā)生。</p><p>　　表3-1人體最佳坐姿關節(jié)角度范圍</p><p>　　圖3-1人各關節(jié)最佳坐姿角度</p><p>　?。?）顯示器的上方應不高于坐姿的眼睛水平視線，顯示器的下方應不低于水平視線向下40 度角的方向，顯示器的中心應在水平視線以下10度角~20 度角上下。顯示器表面應保持一定的斜度以與人的視線相垂直。如圖3-2示：由此看來，不應當把臥式

19、主機墊在顯示器的下面，這樣顯示器的位置就過高了。眼睛與顯示器的距離一般應提倡在70cm 左右，即為一臂距離。如果因電腦桌的不足或電腦放置的不當使電腦系統(tǒng)達不到以上參數(shù)，對人的視力健康就會產生不良影響。</p><p>　　圖3-2體如顯示器位置高度</p><p>　?。?）當人在操作電腦時，多是采取前傾的坐姿，這樣人的腰背部就脫離了椅子的靠背，手臂離開了椅子扶手，只剩下椅面支撐人的臀部，

20、造成一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。人們一般采用手掌支撐的方式來保持身體穩(wěn)定。但這種支撐不但穩(wěn)定性不好，很容易形成過度前傾，產生彎腰駝背的不良后果，而且需要腰部和背部的肌肉處于靜態(tài)施力的緊張狀態(tài)，從而加重了肌肉的負擔，容易造成腰背肌勞損。所以，許多計算機操作人員都承受著腰和背的疼痛。操作電腦時由于缺乏對肘部的支撐，肘部處于懸肘操作的姿勢，而上臂與前臂又需要保持一定角度的固定姿勢，肩背部、手臂、手腕處的肌肉都處于一種靜態(tài)施力的緊張狀態(tài)，這就容易引起勞&

21、lt;/p><p>　　（6）對于裝飾材料主要使用環(huán)保，無毒，無污染的綠色材料，盡量選擇以天然實木為主，市場上多選用松木。盡量避免使用玻璃，陶瓷等材料，這些易碎材料很容易傷害人身安全。</p><p>　　3.2 對電腦桌的改進</p><p>　　3.2.1 整體布局改進</p><p>　　首先，要確保計算機（包括顯示器、主機、鍵盤和鼠標）要

22、放在一個穩(wěn)定的工作面上（而不是搖搖擺擺的），要有足夠的面積來放下這些東西。如果在上機期間還需要在紙上書寫，那么選用一個平的臺面，高度在地面以上71到76厘米，在桌面下裝一個用來使用鍵盤的滑屜裝置。能夠讓鍵盤的放置，使手腕獲得一個較為舒適的角度；在使用鼠標時，上肢應該是放松地，而且要靠近身體。電腦桌面右上角帶有一個直徑為10cm的圓孔，里側要帶有一塊高度為6cm的擋板，桌面下增加一個鍵盤抽屜，桌面的邊緣為弧形。</p>&l

23、t;p><b>　　增加鍵盤抽屜</b></p><p>　　查資料可知鍵盤的長度為47cm左右，鼠標墊的寬度為17cm左右。為了便于操作，使得鍵盤抽屜能容下鍵盤和鼠標，抽屜的寬度設計為70cm。鍵盤的寬度為15cm左右，為了較大范圍地控制鍵盤和人的距離，抽屜的深度設計為30cm。長期打字時手肘沒有一個支撐點容易疲勞，因此在設計鍵盤抽屜時在抽屜里面嵌入一對可以拉出收進的弧狀手肘支撐平板

24、，同時還配有一對皮軟墊，打字時抽出支撐平板將軟墊粘在上面支撐手肘，用完就取下。結合桌面高度與容膝空間的設計，鍵盤桌面的高度應該設計為12cm。而且抽屜里側要加一個擋板以防人不小心將鍵盤推到地下。</p><p>　　3.2.2 主機箱擺放柜改進</p><p>　　寢室電腦桌的可用面積比較小，將臺式機的主機箱擺放在桌面上，就會占據(jù)一部分空間，減少實用空間，使原本就不寬敞的桌面變得更加擁擠。

25、所以，要將桌下的小柜進行改造，用來擺放主機箱。將主機箱放在下面，也可以減少一部分電腦對人的輻射，防止長期使用電腦引起病變。在柜子里側板上開圓口，便于主機與顯示器、鼠標、鍵盤各種線路的連接。柜子的后面要保持敞開，利于主機散熱。</p><p>　　3.2.3 材料的改進</p><p>　　電腦桌應盡量選用質地好且耐磨的材料，螺釘及相關部件應用強度好的鐵釘。目前市場比較便宜的那種電腦桌椅都是

26、用合成板材加塑料（如刨花板壓縮板三合板）制成的，這些電腦桌椅從表面上和其他電腦桌椅一樣。但是主要材料是合成的，硬度不夠邊縫鉚合的不嚴密，晃動的較厲害。再一個缺點就是承重有限制，如果桌面設備較多較重的話，這種桌子就有可能支撐不住。但這種電腦桌的優(yōu)點就是價格便宜，且重量輕巧易于搬動。再下來就是用純木材制作的電腦桌，桌子表面的有的噴涂的是油漆，有的是貼的那種顏色膠紙。一般來講，噴漆的木制電腦桌不愛掉色，貼紙的則反之。這種電腦桌在市場最為常見，

27、因其比較堅固耐用，質量也比較輕，價格屬中檔次價位。最后一種類型的電腦桌，就是近來市場上才開始興起的組合式電腦桌椅。這種電腦桌無論在樣式上還是顏色上，都比上兩種電腦桌要豐富。這類電腦桌用的材料是輕型鋁合金材料和塑料。結合上述市場上調查和學生的經濟狀況，學生的電腦桌應該選擇純木制的，上面再噴漆。</p><p>　　3.2.4 色彩的改進</p><p>　　色彩對人的心理有著直接影響，單調的

28、顏色會很容易讓人產生視覺疲勞；而過大的色彩反差也同樣會令人視覺難受。長時間對著同一種顏色，會產生視覺疲勞，所以電腦桌的顏色要與墻壁的顏色對比度稍大，可以使眼睛得到休息。</p><p>　　正確選擇顏色，有益于視覺、生理、心理、功效、安全。紅色會讓人激動，藍色則讓人平靜；心情郁悶的人容易從紅色當中產生激情，在藍色中更感到壓抑和寂寞。通過顏色調節(jié)可以增強明亮程度、提高照明效果、標志明確、識別迅速、便于管理、注意力集

29、中、減少差錯和事故、提高工作質量、舒適愉快、減少疲勞、環(huán)境整潔、層次分明、明朗美觀，滿足于人們的審美情趣。</p><p>　　根據(jù)安全人機工程學，安全心理學，顏色對人的視覺疲勞、心理疲勞均有影響，各顏色表示的抽象意義如表3-2所示，各顏色給人的心理生理作用如表3-3所示。</p><p>　　表3-2 給顏色表示的抽象意義</p><p>　　表3-3各顏色給人的

30、心理生理作用</p><p>　　我校公寓的墻壁顏色為白色，而電腦桌為古樸的橙色。因為選擇電腦桌的材質為木質，所以配上古樸的橙色，視覺上非常柔和，非常適合我們學生。</p><p><b>　　3.3 電腦桌設計</b></p><p>　　桌面高度不宜過高也不能太低，因此需要選用中身材百分位（50％）來計算桌面的高度。</p>

31、<p>　　桌面高度：1678×7/17＋30（功能修正量）＋30（心理修正量），取720；</p><p>　　桌面長度：450（鍵盤長度）＋80（修正量）＋190（主機箱寬度）＋40（修正量）＋150（桌腿空間），取1560；</p><p>　　桌面寬度：400（顯示器厚度）＋100（功能修正量）＋100（心理修正量），取560；</p><p

32、>　　桌下空間的設計選用大百分位來計算。若桌下空間滿足大個子也必然適合小個子人，若選小百分位計算，空間太小，大個子就會感到空間不夠，產生壓抑感。</p><p>　　桌下空間：1775×1/3＋50（修正量）,取640；</p><p>　　放置主機箱長：460（主機箱長度）＋100（修正量），取460。</p><p>　　圖3-3電腦桌俯視圖&l

33、t;/p><p>　　圖3-4電腦桌正視圖</p><p>　　圖3-5電腦桌正視效果圖</p><p>　　圖3-6電腦桌側視效果圖</p><p>　　3.4 電腦椅子設計</p><p>　　3.4.1 電腦椅子設計分析</p><p>　　正常的姿勢下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時則后凹。

34、在良好的坐姿狀態(tài)下，壓力適當?shù)胤植加诟髯甸g盤上，肌肉組織上承受均勻的靜負荷。當處于非自然姿時，椎間盤內壓力分布不正常，形成的壓力梯度，嚴重的會將椎間盤從腰椎之間擠出來，壓迫中樞神,產生腰部酸痛、疲勞等不適感。軀干完全挺直的坐姿使脊椎嚴重彎曲，因椎間盤上壓力不能正常分布，身體上部的負荷加在腰椎部，引起不適，因此90度角的靠背椅是不良的設計軀干前傾的姿勢會使本來前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，這種姿勢因而也極不舒服，影響了胸椎和頸椎的正常彎曲，

35、使頸、背部疲勞。</p><p>　　良好的坐姿：腰與大腿成135度，腰椎部有支撐脊椎骨依據(jù)其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動度增加，招致疲勞酸痛。在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，因為腰椎前向拉直使肌肉組織緊張受力。軀干前傾時，背上方和肩部肌肉活動度高，以桌面作為前傾時手臂的支承并不能降低活動度。</p>

36、;<p>　　根據(jù)矯形學原理和肌肉活動度分析可得出下列結論：</p><p>　　A 軀干挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞</p><p>　　B 設置適當?shù)目勘晨墒蛊诮档?lt;/p><p>　　C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋轉，增加坐姿穩(wěn)定性 且使坐姿更接近自然狀態(tài)</p><p>　　3.4.2 設計原則</p&g

37、t;<p>　　（1） 適當?shù)淖邞勾笸缺３炙?，小腿垂直，雙腳平放于地面。</p><p>　?。?） 座面不能過高，否則小腿懸空時，大腿受椅面前緣壓迫，使坐者感到不適，長時間這樣坐著血液循環(huán)受阻，小腿麻木腫脹。因此，座高一般按低身材人群設計，建議座面前緣應比人體膝窩高度低3~5cm，且有半徑為2.5~5cm的弧度。</p><p>　?。?） 座面亦不能太低，否則腿長的

38、人骨盆后傾，正常的腰椎曲線被拉直，致使腰酸不適。</p><p>　?。?）座寬必須能容納身材粗壯的人。對單人使用的座椅，參考尺寸是臀寬。</p><p>　?。?）為適應絕大多數(shù)使用者，座深應按較小百分位的群體設計，這樣身材矮小者坐著舒適，身體高大的人只要小腿能得到穩(wěn)定的支持，也不會在大腿部位引起壓力疲勞。</p><p>　　(6) 靠背從脊柱正常形狀來看，該角

39、為115度較為合適。</p><p>　　(7) 扶手不能太高，否則迫使肘部抬高，肩部與頸部肌肉拉伸；但如過低則實際上使臂部得不到支撐，或者軀干必須偏斜，以尋求一側的支承。</p><p>　　3.4.3電腦椅子設計尺寸</p><p>　　電腦椅子設計尺寸如圖3-7所示。效果圖如3-8所示。</p><p>　　圖3-7電腦椅子尺寸<

40、;/p><p>　　圖3-8電腦椅子效果圖</p><p><b>　　4 總結</b></p><p>　　學生是祖國的未來設計師，他們的身心健康很重要?；谒麄兊娜诵曰O計可以使他們事半功倍。我們現(xiàn)在使用的電腦桌是學校統(tǒng)一提供的，而適應性較差。我們設計一個真正適合學生使用的電腦桌十分重要。</p><p>　　本次設計在

41、多個方面對學生電腦桌進行分析并設計，雖沒有考慮性別因素，但設計可調高度的座椅加以彌補。</p><p>　　本次設計主要是以安全人機工程學原理為主，利用對電腦桌椅的認識并結合安全人機工程學的原理與相關知識對電腦桌椅的設計進行簡要的分析，并應用人的心理特性等知識，對電腦桌椅的設計進行進一步的研究與分析探討。</p><p>　　通過本次課程設計，我發(fā)現(xiàn)自己更加的系統(tǒng)的掌握了安全人機工程學的原

42、理、方法和內容，通過這次課題的分析和改進,提高了我對人機工程學知識的應用能力，培養(yǎng)了我對人機實際問題的獨立思考和解決的能力，形成了較為系統(tǒng)和科學的思維體系，也懂得了如何正確進行系統(tǒng)思維與統(tǒng)系思維并實現(xiàn)兩者的結合。所以在設計時應以人為中心，充分考慮人的因素真正做到人機協(xié)調。但也有很多不足和缺陷，有一定的局限性。最后，在設計過程中，得到了老師認真細致的指導，在此表示衷心的感謝！</p><p><b>　　

43、參考文獻</b></p><p>　　[1] 姜紅俊編著.心理學原理.北京:高等教育出版社，2003</p><p>　　[2] 歐陽文昭，廖可兵.安全人機工程學.北京：煤炭工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[3] 曹琦主編.人機工程.四川：四川科學技術出版社.1991</p><p>　　[4] 曹琦等編.人機工

44、程設計.四川：西南交通大學出版社.1988</p><p>　　[5] （日）淺局喜代治編著.現(xiàn)代人機工程學概論.北京：科學出版社.1992</p><p>　　[6] 丁玉蘭主編.人機工程學.修訂版.北京：北京理工大學出版社.2000</p><p>　　[7] 楊公俠編著.視覺與視覺環(huán)境.上海：同濟大學出版社.2002</p><p>